La síntesis del grafeno implica varios métodos, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones.
Estos métodos son adecuados para diferentes aplicaciones, en función de la calidad y la cantidad de grafeno deseadas.
5 Métodos de síntesis del grafeno
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
El CVD es un método muy eficaz para sintetizar grafeno, especialmente para aplicaciones en electrónica de alto rendimiento y sensores.
El proceso suele consistir en hacer crecer películas de grafeno sobre sustratos como el níquel (Ni) o el cobre (Cu).
En el níquel, los átomos de carbono se descomponen a altas temperaturas y se difunden en el níquel. Al enfriarse, estos átomos de carbono precipitan en la superficie para formar grafeno.
Del mismo modo, el cobre se ve favorecido por su baja solubilidad en carbono, lo que facilita el crecimiento de grafeno monocapa de gran pureza.
El proceso de CVD requiere un control cuidadoso de parámetros como los volúmenes de gas, la presión, la temperatura y el tiempo para garantizar la calidad del grafeno producido.
2. Exfoliación mecánica
Este método consiste en desprender físicamente capas de grafeno de una fuente de grafito a granel utilizando cinta adhesiva.
Aunque es una técnica sencilla, no es escalable para la producción de grandes superficies y se utiliza principalmente con fines de investigación debido a las pequeñas cantidades de grafeno producidas.
3. Exfoliación en fase líquida y reducción del óxido de grafeno (GO)
En este método, el óxido de grafeno se dispersa en un medio líquido y después se reduce para formar grafeno.
Este método es ventajoso por su escalabilidad y la capacidad de producir grafeno en grandes cantidades.
Sin embargo, la calidad del grafeno producido puede no ser tan alta como la obtenida mediante CVD, lo que afecta a sus propiedades electrónicas.
4. Método de captura de vapor
Esta técnica se utiliza para sintetizar grafeno monocristalino de grano grande.
Implica una configuración específica en la que un tubo de captura de vapor desempeña un papel crucial en la creación de una distribución cuasistática del gas reactivo, lo que conduce a la formación de grandes granos de grafeno con forma de flor.
Este método es especialmente útil para aplicaciones que requieren películas de grafeno de gran superficie y alta calidad.
5. Otros métodos
Existen otros métodos para sintetizar grafeno, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones.
La elección del método de síntesis depende de la aplicación deseada y de la calidad requerida del grafeno.
El CVD destaca por su capacidad para producir grafeno de alta calidad y gran superficie, lo que lo hace adecuado para aplicaciones tecnológicas avanzadas.
Otros métodos, como la exfoliación mecánica y la exfoliación en fase líquida, son más adecuados para la investigación o para aplicaciones en las que el grafeno de alta calidad no es un requisito primordial.
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